Тема №6131 Ответы к задачам по физике Демкович (Часть 3)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике Демкович (Часть 3) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике Демкович (Часть 3), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Ответы в самом низу встроенного документа

501. Почему дверь, поставленная наклонно, либо сама открыва­
ется, либо сама закрывается? За счет какой энергии совершается эта
работа? Не возникает ли здесь энергия из ничего?
502. Вязанку дров подняли на второй этаж здания и сожгли в
печи. Исчезла ли потенциальная энергия вязанки?
503. На завод часов затрачивается 1 мин. После этого часы рабо-
49
Рис. 77
тают сутки. Не нарушается ли в этом случае закон сохранения
энергии?
504. На рисунке 77 приведена схема «вечного двигателя», в кото­
ром колесо будет все время вращаться под действием перекатывающих­
ся шариков. Так ли это?
505. В стенке сосуда сделан вырез, в который вставлен деревян­
ный цилиндр на оси (рис. 78). Не будет ли он вращаться под действи­
ем архимедовой силы? Не является ли такое устройство «вечным дви­
гателем»?
506. На электростанции в топке парового котла сжигают уголь;
в котле образуется пар, приводящий в действие паровую турбину с
электрическим генератором. Вырабатываемая электроэнергия питает
электродвигатель насоса, перекачивающего воду из реки в водона­
порную башню. Перечислить по порядку все превращения энергии в
этом процессе.
507. Существует ли «вечное движение»? Существует ли «вечный
двигатель»?
, 508. Почему струя воды, вытекающая из водопроводного крана,
книзу постепенно суживается?
509. На рисунках 79, а, б показаны две вытяжные трубы для удале­
ния с завода древесных опилок. Одна из труб была непригодна для
работы, так как забивалась опилками. Какая это труба и почему она
не работала?
510. В трубе переменного сечения в. сечении площадью 15 см2
скорость потока воды 2,0 м/с. Определить скорость в сечении пло­
щадью 10 см2.
Г-Щ------------------—
1 —----
W ------
 L /. 1
Рис. 79 Рис. 80
50
SI I. В гидравлическом прессе площадь малого поршня 2,0 см2,
а большого 500 см2. G какой скоростью будет подниматься большой
поршень, если малый опускать со скоростью 25 см/с?
512. Как объяснить, что два судна, стоящие рядом на якоре в
текущей воде, сближаются?
513. Вдоль улицы АВ дует ветер (рис. 80). Почему в боковых ули­
цах тоже возникает ветер? В каком направлении?
514. Что произойдет, если под одну из чашек уравновешенных
весов направить струю воздуха из трубки? Ответ проверьте на опыте.
515. В полете давление воздуха под крылом самолета 97,8 кН/м2,
а над крылом 96,8 кН/м2. Площадь крыльев 20 м2. Определить подъ­
емную силу, если угол атаки 0°.
516. Определить подъемную силу и лобовое сопротивление само­
лета, имеющего крылья площадью 20 м2, если давление воздуха под
крылом 9,8 Н/см2, над крылом 9,7 Н/см2 и лобовое сопротивление в
20 раз меньше подъемной силы.
517*. Почему нагруженный самолет летит медленнее ненагружен-
ного?
II. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ
518. Какие из названных процессов можно рассматривать как
тепловые явления: 1) нагревание тел, 2) падение тел, 3) трение тел,
4) столкновение тел, 5) деформация тел, 6) испарение жидкостей,
7) излучение света лампой накаливания?
519. Кусочек парафина объемом 1 мм8, брошенный в горячую
воду, расплавился и образовал пленку, площадь поверхности которой
1 м2. Определить диаметр молекулы парафина, полагая, что толщина
пленки равна диаметру молекулы.
520. Какое количество вещества в молях составляют 5,418* lO28
молекул?
521. Какова масса в килограммах 450 молей кислорода 0 2?
522. Вычислить массу одной молекулы водорода (Н2), кислорода
(0 2), озона (0 3), углекислого газа (С02) и метана (СН4).
523. Сколько молекул содержится при нормальных условиях в
0,40 кг гелия? 0,60 кг окиси азота.(N0)?
524. Масса капельки воды 10_1° г. Из скольких молекул она со­
стоит?
525. Сколько молекул содержится в 1,0 кг водорода, находящегося
при нормальных условиях? в 1,0 кг кислорода?
526. Сколько молекул газа содержится при нормальных условиях
в колбе вместимостью 500 см8?
527. Доказать, что при нормальных условиях в, 1 м8 водорода и
1 м8 окиси углерода содержится одинаковое число молекул.
528. В какой среде при одной и той же температуре броуновское
движение происходит интенсивнее — в капле воды или в капле
масла?
529. Происходит ли тепловое движение в 1) кусочке льда, 2) пы­
линке, 3) воде в стакане, 4) молекуле водорода, 5) моле водорода,
6) электроне, 7) атомном ядре?
530. Для придания стальным изделиям твердости насыщают их
поверхностный слой углеродом (цементация), азотом (азотирование),
алюминием (алитирование). Почему процессы проводят при высоких
температурах? На каком физическом явлении они основаны?
Б2
X МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ. ГАЗОВЫЕ
ЗАКОНЫ
Макроскопические параметры 7
531. Что точнее можно измерить мензур­
кой: объем твердого тела или объем жид­
кости?
532. Атмосферное давление обусловлено
весом воздуха. Как же поддерживается нор­
мальное давление в кабине космонавтов,
если воздух в кабине невесом?
533. Оболочка ABCD (рис. 81) наполне­
на сжатым газом. Одинаковы ли давления и
силы давления на стенки А В и CD? Если
силы давления не одинаковы, то почему обо­
лочка не получает ускорения в сторону дей­
ствия большей силы?
534. К каким величинам относится давле­
ние — к векторным или скалярным?
535. Находится ли в состоянии теплово­
го равновесия воздух в жилой комнате?
536. Почему любое тело, опущенное в го­
рячую воду, не нагревается выше определен­
ной температуры, как бы долго ни держать
его в воде?
537. В сосуд с водой при 0°С положили
кусок льда при 0°С. Сосуд теплоизолирован.
Будет ли лед плавиться или вода замер­
зать?
538. Какую температуру покажет термо­
метр в открытом космическом пространстве, в котором плотность
вещества равна нулю?
539. Почему, опустив термометр в сосуд с водой, нельзя сразу
же снимать показание? Почему нельзя снимать показание, вынув
термометр из воды?
540. 1. На рисунке 82 изображены шкалы трех термометров.
Определить цену деления на каждой шкале. Числовые отметки даны
в градусах.
2. Почему разность температур можно точно измерить, используя
и неточный термометр?
Закон Бойля— Мариотта
541. Применим ли закон Бойля — Мариотта к двум состояниям
воздуха в игрушечном резиновом шаре в процессе его надувания?
5421. При давлении 1,04 МПа объем воздуха в цилиндре под порш­
1 В задачах 542 — 557 процессы происходят при постоянной температуре.
А L
А L
А L
А 1
4 2
4 1
4 0
Л 9
л
3 7
LE Е$
1= -4
Рис. 82
53
г Я
V
VH
Рис. 83
нем 5,0 л. Найти его объем при
давлении 1,00 МПа.
543. Газ медленно сжимают от
первоначального объема 6 л до
объема 4 л. Давление его при этом
повысилось на 2 • 105 Па. Каким
было первоначальное давление
газа?
544. Как изменится давление
газа в цилиндре, если поршень мед­
ленно опустить на 1/3 высоты ци­
линдра?
545. Сосуд, содержащий 5,0 л воздуха, под нормальным давлением
соединяют с пустым сосудом вместимостью 4,5 л, не содержащим
воздуха. Найти давление воздуха, установрщееся в сосудах.
546. К волюмометру1 (рис. 83), содержащему 5000 см8 воздуха,
под давлением 120 000 Па присоединяют сосуд, не содержащий воз­
дух. Общее установившееся давление 90 000 Па. Какова измеренная
таким способом вместимость Vх сосуда?
547. Воздух нагнетают в пустой баллон вместимостью 40 л. За
какое время он будет накачан до давления 1,5 МПа, если компрессор
засасывает 5,0 м8 атмосферного воздуха в минуту?
548. В цилиндре, закрытом с обоих концов, находится поршень.
Давление газа в обеих частях цилиндра 7,5-104 Па. Поршень медлен­
но сдвигают так, что объем газа справа уменьшается вдвое, а слева
увеличивается вдвое. Найти разность давлений в частях цилиндра.
549*. Стакан высотой 34 см со­
держит воздух при нормальном
давлении. Его опускают отверсти­
ем в воду так, что дно находится
на уровне поверхности воды. До
какой высоты войдет вода в ста­
кан?
Рис. 84
550. Объем пузырька газа,
всплывшего на поверхность со
дна озера, увеличился в 2 раза.
Какова глубина озера?
551. Аквалангисты применяют
простой глубиномер— небольшую
узкую стеклянную трубку, запаян­
ную с одного конца. Какая часть
трубки будет заполнена водой на
глубине 10, ЭД, 30,40 м? Темпера­
туру воды считать постоянной.
Начертите шкалу для глубиномера.
1 Волюмометр—прибор для измерения
вместимости сосудов без помощи воды.
54
552. Стеклянная трубка, запаянная с одного конца, находясь в
горизонтальном положении (рис. 84), содержит 240 мм» воздуха,
отделенного от наружного воздуха столбиком ртути длиной 15 см.
Каков будет объем воэдухв в трубке, если ее установить отвесно!
1) открытым концом вверх; 2) открытым концом вниз? Давление ат­
мосферы 1,00 МПа.
553. Где нужно установить вытяжной вентилятор — ближе к
потолку или ближе к полу — для удаления из цеха завода скапливаю­
щегося водяного пара? хлора? аммиака?
554. При каком давлении плотность водорода при 0°С равна плот­
ности неона при нормальных условиях?
555. При каком давлении плотность кислорода при 0°С сравняет­
ся с плотностью воды при нормальных условиях?
556. Пользуясь графиком зависимости между объемом водорода
и давлением (рис. 85), определить массу газа. Температура 0°С.
557. I. Нарисовать изотерму идеального газа в координатах;
р, V; Р, Т\ V, Т.
2. Могут ли пересечься две изотермы, соответствующие разным
температурам газа?
Закон Гей-Люссака
558. Известно, что почва «дышит»: ночью происходит «вдох»,
а днем «выдох». Объясните, почему и как это происходит.
559. Выразить в градусах Цельсия следующие температуры: 4 К;
50 К; 1000 К. Выразить в кельвинах следующие температуры: (PC;
100°С; —43°С; —273°С.
560. В цилиндре под поршнем изобарически охлаждают 10 л газа
от 323 до 273 К. Каков объем охлажденного газа?
561. Газы, выходящие из топки в трубу, охлаждаются от 1150
до 200°С. Во сколько раз уменьшается их объем?
562. Наружный воздух, поступающий зимой через вентиляцион­
ную камеру в туннель метрополитена, предварительно подогревают.
Во сколько раз изменяется объем воздуха при его подогревании от
—20 до +30°С?
563. Открытая стеклянная колба вместимостью 250 см8 нагрета
до 127°С. После этот» ее горлышко опущено в воду (рис. 86). Сколько
граммов воды войдет в колбу, если она охладится до 7°С? Атмосферное
давление нормальное. Вместимость колбы считать постоянной.
. 564. До какой температуры нужно на­
греть воздух, содержащийся в открытой кол­
бе при 20°С, чтобы плотность воздуха
уменьшилась, в 2 раза?
565. Начертить изобару идеального газа
в координатах: р, V\ р, Т\ V, Т.
566*. В колбе находится смесь кислорода
и водорода. Парциальное давление кислоро­
да равно 7,0- Ю4 Па, а водорода 5,0-104 Па.
Каково давление смеси?
55
567*. Два сосуда соединены тонкой трубкой с краном. В одном J
сосуде находится 1,5 л азота при давлении 4,0-105 Па, в другом 3,0 л л
кислорода при давлении 2,5-10® Па. Какое установится давление в
сосудах, если открыть кран? Температура газов постоянна. J
Закон Шарля и
568. Почему в гараже камеры колес автомобиля нагнетают возду- *
хом зимой до большего давления, чем летом? |
569. Давление воздуха в камерах колес велосипеда при темпера- I
туре 12°С равно 1,5* 10® Па. Каким станет давление при 42°С? !
570. Во сколько раз увеличится давление газа в баллоне электри-
ческой лампочки, если после ее включения температура газа повыси­
лась от 15 до 300°С?
571. При заполнении баллона газом до давления 1,65-107 Па темпе­
ратура газа повысилась до 50°С. Найти давление газа после охлаждё- :
ния баллона до 20°С.
572. Баллон, наполненный воздухом при нормальных условиях,
закрыт клапаном площадью 10 см2 и весом 20,0 Н. До какой темпера­
туры нужно нагреть воздух в баллоне, чтобы он открыл клапан?
573*. Кислород при температуре 100°С и давлении 1,0-105 Па
изотермически сжат до давления 1,5-10® Па. До какой температуры
нужно изохорически охладить этот газ, чтобы давление понизилось
до 1,0-10® Па?
574. Начертить изохору идеального газа в координатах: р, Vi
Pt Т\ V, Т.
Уравнение состояния идеального газа |
575. В баллоне содержится 40 л газа при температуре 27°С и §
давлении 1,5 МПа. Привести объем газа к нормальным условиям.
576. При температуре —20®С и давлении 780 МПа объем воздуха 1
равен 12 л. Привести объем воздуха к нормальным условиям.
577. Водород при 15°С и давлении 1,33-10® Па занимает объем
2,0 л. Газ сжали до объема 1,5 л и температуру повысили до 30°С.
Каким стало давление? .
578. Некоторая масса воздуха при 0°С и давлении 1,0-10® Па зани­
мает объем 1,0 л. При какой температуре давление будет равно 2,Ох
X 10® Па, если той же массе воздуха предоставить возможность занять
объем 2,0 л?
579. В двигателе внутреннего сгорания объем цилиндра 930 см3.
К моменту открытия выпускного клапана температура газа в цилин­
дре 1000°С, а давление 5,0-10® Па. Какой объем займет выхлопной !
газ, выброшенный из цилиндра в атмосферу, после того, как он охла­
дится до температуры 0°С, если атмосферное давление равно1,0-10® Па?
>580*. Воздух, находящийся в упругой оболочке при температу­
ре 20°С и давлении 1,0-10® Па,,занимает объем 2,0 л. Какой объем зай­
мет этот воздух под водой на глубине 136 м, где температура 4°С?
581. При нагревании газ переведен из состояния 7 в состояние 2
(рис. 87). Как изменился при этом объем газа?
р V
1
1
г ,
о т о т
Рис. 87 Рис. 88
582. При нагревании газ переведен из состояния 1 в состояние 2
(рис. 88). Как изменилось при Этом давление?
Уравнение Клапейрона — Менделеева
583. Какой объем занимает 1 кмоль газа при давлении 1,0 МПа
и температуре 100°С?
584. Имеется 12 л углекислого газа под давлением 9,0-10® Па и
температуре 288 К- Найти массу газа.
585. В сосуде вместимостью 500 см3 содержится 0,89 г водорода
при температуре 17°С. Найти давление газа.
586. При какой температуре 1,0 л воздуха имеет массу 1,0 г?
Давление нормальное.
587. В баллоне вместимостью 40 л находится 1,98 кг углекислого
газа. Баллон выдерживает давление не более 30-10® Па. При какой
температуре возникнет опасность разрыва баллона?
588. Сколько весит водород, заполняющий воздушный шар объемом
1400 м8 при давлении 9,6-104 Па и температуре 7,0°С?
589. В баллоне содержится 2 кг газа при 270 К. Какое количество
газа (по массе) нужно удалить из баллона, чтобы при нагревании до
300 К давление осталось прежним?
590. В помещении объемом 20 м3 feMnepaTypa воздуха снизилась
от 20 до 0°С. Атмосферное давление нормальное. Почему и на сколько
увеличилась масса воздуха в помещении?
591. Газ в сосуде находится под давлением 2,0-10® Па при темпе­
ратуре 127°С. Определить давление газа после того, как половина
массы газа выпущена из сосуда и температура понижена на 50°С.
592. Объем помещения 50 м3. Какова разница в массе воздуха,
заполняющего помещение при температурах 0 и 40°С? Давление нор­
мальное. Молярную массу воздуха принять равной 0,029 кг/моль.
593. Почему с повышением температуры воздуха или с увеличе­
нием высоты полета мощность воздушных реактивных двигателей
уменьшается?
594. Вычислить плотность водорода и кислорода при нормальных
условиях. Результаты вычислений сравнить с табличными данными.
595. Какова плотность гелия при температуре 127°С и давлении
8,3-10® Па?
596. Плотность воздуха при нормальных условиях 1,3 г/л. Ка­
кова плотность воздуха при температуре 100°С и давлении 4,0* 105 Па?
597. Каким должно быть давление воздуха, чтобы при темпера­
туре 100°С его плотность была нормальной?
598. Какой должна быть температура воздуха, чтобы при давле­
нии 5,0-104 Па его плотность была нормальной?
599. Определить молярную массу воздуха как смеси, состоящей
из 80% азота и 20% кислорода (по массе).
600*. В баллоне вместимостью 110 л помещено 0,85 кг водорода и
1,6 кг кислорода. Определить давление смеси при температуре 27°С.
601*. Смесь состоит из 32 г кислорода (0 2) и 22 г углекислого газа
(С02). Какова ее плотность при температуре 0°С и давлении 1,0 X
X Ю5 Па?
602*. На рисунке 89 представлены две изотермы для одной и той
же массы газа при температурах 7 \ и Т%. Какая из этих температур
выше?
603*. На рисунке 90 представлены две изобары. Одна соответству­
ет давлению ри а другая — давлению р2. Какое из этих давлений
больше?
604*. На рисунке 91 представлены две изохоры. Одна соответ­
ствует объему газа У1( а другая — объему газа К2. Какой из этих
объемов больше?
3. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
605. В каких слоях атмосферы воздух ближе к идеальному газу:
у поверхности земли или на больших высотах?
606. 1. Определить средний квадрат о2 скоростей поступательного
движения четырех молекул, имеющих скорости 100 м/с, 200 м/с,
300 м/с, 400 м/с. _
2. Определить и сравнить среднюю арифметическую v и среднюю
квадратичную укв скорости поступательного движения тех же четырех
молекул.
607. Молекула азота летит со скоростью 600 м/с в направлении,
перпендикулярном к стенке сосуда. После упругого столкновения
со стенкой молекула отскакивает от нее, имея такую же по модулю
58
скорость. Определить импульс молекулы до удара и импульс силы, по­
лученный стенкой сосуда в результате удара.
608. Молекула аргона, летящая со скоростью 500 м/с, упруго уда­
ряется о стенку сосуда. Направление вектора скорости составляет
угол 60° с нормалью к стенке сосуда. Определить импульс, получен­
ный стенкой в результате удара.
609. Средняя квадратичная скорость хаотического движения моле­
кул кислорода, находящегося при нормальных условиях, равна 460 м/с.
Масса молекулы 5,3* 10“26 кг. Какова средняя кинетическая энергия
поступательного движения молекул? Вычислить кинетическую энер­
гию поступательного движения всех молекул, содержащихся в 1 м®
кислорода.
610. При температуре 0°С средние квадратичные скорости моле­
кул водорода и кислорода соответственно равны 1800 и 460 м/с. Срав­
нить средние кинетические энергии этих молекул.
611. Какое давление на стенки сосуда производит кислород, если
средняя квадратичная скорость его молекул 400 м/с и число молекул
в 1 см® равно 2,7-101®?
612. Определить число молекул водорода в 1 м8, если давление
равно 26,6 кПа, а средняя квадратичная скорость его молекул равна
2400 м/с.
613. Какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа,
если масса газа 3,0 г, объем 0,50 л, а средняя квадратичная скорость
молекул 500 м/с?
614. Средняя квадратичная скорость молекул газа около 400 м/с.
Определить объем, который займет 1,0 кг газа при давлении 1-10® Па.
615. Воздух состоит из молекул кислорода и азота. Одинакова
ли средняя энергия поступательного движения молекул этих газов
при данной температуре?
616. В атмосфере на высоте в несколько сот километров темпера­
тура воздуха порядка тысяч кельвинов. Почему ИСЗ, движущийся
длительное время по орбите в этих слоях атмосферы, не нагревается
до такой же температуры?
617. Найти среднюю кинетическую энергию поступательного дви­
жения молекул гелия и аргона при температуре 1200 К*
618. Определить температуру газа, если средняя кинетическая
энергия поступательного движения его молекул равна 1,60* 10-1® Дж.
619. Средняя кинетическая энергия поступательного движения
молекул газа при температуре 500°С равна 1600-10~28 Дж. Каким бу­
дет значение этой энергии при температуре —273°С? при температуре
1000°С?
620. После включения нагревательного прибора температура воз­
духа в комнате повысилась. Увеличилась ли при этом внутренняя
энергия воздуха в комнате?
621. В закрытый сосуд с воздухом ввели эфир, после испарения
которого концентрация молекул газообразного эфира оказалась рав­
ной 1,00-1028 м-8, а давление в сосуде повысилось на 414 Па. Темпе­
ратура газовой смеси в сосуде 27°С. Определить постоянную Больц­
мана.
59
622. Каково давление газа, если в каждом кубическом сантиметре
его содержится 1,0-10® молекул, а температура газа 87°С?
623. Сколько молекул газа должно приходиться на единицу объ­
ема, чтобы при температуре 27°С давление газа равнялось 1,0-10® Па?
624. Определить число молекул в 1 м3 газа при нормальных усло­
виях.
625. Сколько молекул газа находится в сосуде вместимостью 480 см*
при температуре 20°С и давлении 2,50-104 Па?
626. Определить среднюю квадратичную скорость молекул кисло­
рода при температуре 20°С. При какой температуре средняя квадра­
тичная скорость молекул будет равна 500 м/с?
627. Какова средняя квадратичная скорость молекул гелия при
температуре 0,10 К? Какова средняя квадратичная скорость атомов
гелия в атмосфере Солнца при температуре 6000 К?
628. Средняя квадратичная скорость молекулы углекислого газа
при 0°С равна 360 м/с. Какова средняя квадратичная скорость моле­
кул при температуре 127°С?
629. При какой температуре молекулы гелия имеют такую же
среднюю квадратичную скорость, как молекулы водорода при 15°С?
630. Средняя квадратичная скорость молекул водорода при 0°С
равна 1760 м/с. Какова средняя квадратичная скорость молекул
кислорода при 0°С?
631. При проведении'опыта Штерна большой цилиндр радиусом
10 см вращался с частотой 50 об/с. Это вращение обусловило смещение
полоски серебра на 6,0 мм относительно положения полоски при не­
подвижном цилиндре (при температуре испарения 1200°С). Найти
скорость большей части атомов серебра при этой температуре. Ради­
усом малого цилиндра пренебречь.
632. Каково будет смещение полоски металла в приборе Штерна
при частоте вращения 20' об/с, если скорость атомов 300 м/с? Радиус
цилиндра 10 см. Радиусом малого цилиндра пренебречь.
633. Какие макроскопические явления будут наблюдаться, если
в состоянии движения молекул произойдут следующие изменения:
1) скорости всех молекул тела возрастут по модулю? 2) уменьшится
среднее расстояние между молекулами газа?
4. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Работа в термодинамике
634. Какой газ при данной температуре обладает большей внутрен­
ней энергией — идеальный или реальный (при равном числе моле­
кул)?
635. Совершается ли работа при: 1) изохорическом нагревании
газа, 2) изобарическом нагревании, 3) изобарическом расширении,
4) изохорическом охлаждении, 5) изобарическом охлаждении, 6) изо­
барическом сжатии, 7) изотермическом сжатии?
636. Совершается ли работа в следующих случаях: 1) резиновый
мяч надувают насосом, 2) тот же мяч раздувается при нагревании,
60
Рис. 93
3) воду нагревают в открытой кастрюле, 4) воду нагревают в закры­
том сосуде?
637. На рисунке 92 дан график зависимости давления газа от
объема. Найти работу газа при расширении. Найти работу внешней
силы, возвращающей газ к первоначальному состоянию.
638. Какую работу совершает газ, расширяясь изобарически при
давлении 2 -105 Па от объема 1,6 до объема 2,5 л?
639. Среднее давление газа в цилиндре 1,20 МПа. Площадь поршня
300 сма, длина хода 0,50 м. Определить работу газа за один ход поршня.
640. В канале ствола гаубицы калибра 120 мм среднее давление
пороховых газов 20-10® Н/сма. Какова при выстреле работа поро­
ховых газов в канале ствола, если длина ствола равна 20 калибрам.
641. Изменение объема и давления газа при его расширении зада­
но кривой MN (рис. 93). Найти работу газа в этом процессе. Одно
деление по оси OV соответствует 1 дм3, а по оси Ор — 2 -104 Па.
642. Воздух изотермически расширяется от 2 до 10 л. Начальное
давление 8-10* Па. Определить графически работу расширения воз­
духа. ^
Количество теплоты1
643. Мука из-под жерновов выходит горячей, хлеб из печи выни­
мают тоже горячим. Какова причина повышения температуры этих
тел?
644. Проволока может нагреться в пламени спиртовки или в ре­
зультате многократного сгибания. Правильно ли утверждать, что
в обоих случаях проволока получила некоторое количество теплоты?
645. Что будет лучшей грелкой: мешочек с песком или бутылка с
водой (при одинаковой массе и температуре)?
646. Почему продувание электрических генераторов водородом
охлаждает их сильнее, чем продувание воздухом?
647. Для нагревания 100 г свинца от 15 до 35°С надо сообщить
1 Задачи 643 — 672 предназначены в основном для повторения материала VII
класса.
телу 260 Дж теплоты. Определить его теплоемкость, молярную тепло­
емкость и удельную теплоемкость.
648. Какое количество теплоты потребляет в сутки жилой дом,
если за это время в отопительную систему дома поступает 1600 м8
воды при температуре 90°С, а уходит из дома при температуре 50°С?
649. Какова тепловая отдача кузнечного горна, если для нагре­
вания 1,0 кг стали на 1400°С расходуется 0,8 кг условного топлива?
650. При нагревании в котле 3000 л воды сожгли 40 кг каменного
угля. До какой температуры нагрелась вода, если ее начальная тем­
пература была 10°С, а тепловая отдача топки 60 %?
651. Смешали 0,40 м3 воды при 20°С и 0,10 м3 воды при 70°С.
Какова температура смеси при тепловом равновесии?
652. В ванну налито 80 л воды при температуре 10°С. Сколько
литров воды при 100°С нужно прибавить в ванну, чтобы температура
смеси была 25°С?
653. В каком отношении следует смешать две массы воды, взятые
при температурах 50 и 0°С, чтобы температура смеси была 20°С?
654. До какой температуры нагрелась во время работы стальная
фреза массой 1,0 кг, если после опускания ее в калориметр темпера­
тура 1,0 л воды повысилась от 11,3 до 30,0 °С? Теплоемкость калори­
метра не учитывать.
655. В стакане содержится 250 см3 воды. Опущенный в стакан
термометр показал 78 °С. Какова действительная температура воды,
если теплоемкость термометра 20 Дж/К, а до опускания в воду он
показывал 20 °С?
656. В латунный калориметр массой 200 г влили 400 г воды при
17°С и опустили тело из серебра массой 600 г при 85 °С. Вода нагре­
лась до 22 °С. Определить удельную теплоемкость серебра.
657. На какую высоту можно было бы поднять гирю массой 1,0 кг
аа счет энергии, которую 240 мл воды отдают при охлаждении от 100
до0°С?
658. Свинцовая пуля, летящая со скоростью 200 м/с, ударяется о
препятствие и останавливается. На сколько градусов повысится тем­
пература пули при условии, что нагревается только пуля?
659. ИСЗ массой 1,00 т возвращается на Землю сквозь плотные
слои атмосферы с высоты 30 км и нагревается. На сколько увеличится
внутренняя энергия корпуса спутника в результате торможения?
660. Можно ли передать телу некоторое количество теплоты, не
вызывая этим повышения его температуры?
661. Какое нужно количество теплоты, чтобы 100 г воды при 10°С
довести до кипения и 10 г ее испарить?
662. К сосуду, в котором находилось 2 л воды при 20 °С, было
подведено 1050 кДж теплоты. Определить массу пара, образовавше­
гося при кипении воды. Теплоемкостью сосуда пренебречь.
663. Какое количество теплоты выделится при конденсации 20 г
водяного пара при 100°С и охлаждении полученной воды до20°С?
664. С какой высоты должны падать дождевые капли, темпера­
тура которых 20 °С, чтобы при ударе о землю они испарились? Сопро­
тивление воздуха не учитывать.
62
665. Какое тело обладает большей внутренней энергией_кусок
льда при 0°Сили полученная из этого куска вода при 0°С?
666*. В колбе находилась вода при О °С. При выкачивании из кол­
бы воздуха часть воды испаряется, а остальная замерзает. Какая часть
воды при этом испаряется, если притока теплоты извне нет? Удель­
ная теплота испарения воды при этой температуре равна 2,48- 10®Дж/кг.
667. При температуре —5,0 °С каждый квадратный метр поверхно­
сти водоема теряет каждый час 168 кДж теплоты. Найти толщину
слоя льда, образовавшегося за сутки, если температура воды на
поверхности водоема 0°С.
668. С какой высоты должен падать град с температурой 0 °С, что­
бы градинки при ударе о землю расплавились? Сопротивление возду­
ха не учитывать.
669. В сосуде содержится смесь из 200 г воды и 130 г льда при
0 °С. Какой будет окончательная температура, если в сосуд ввести
25 г стоградусного пара?
670. С какой скоростью должен двигаться кусок льда, имеющий
температуру 0°С, чтобы при ударе о каменную стену он полностью
расплавился?
671. При 0 °С почва покрыта слоил снега толщиной 10 см и плот­
ностью 500 кг/м8. Какой слой дождевой воды при 4 °С расплавит весь
слой снега?
672. Сколько потребуется каменного угля, чтобы расплавить
1000 кг серого чугуна, взятого при температуре 50 °С? Тепловая от­
дача вагранки 60%.
Первый закон термодинамики
673. Напишите первый закон термодинамики в следующих слу­
чаях: 1) теплообмен между телами в калориметре; 2) нагрев воды
на спиртовке, 3) нагрев тела при ударе.
674. Может ли газ нагреться или охладиться без теплообмена
с окружающей средой? Как это происходит?
675. Почему бензин, поступающий в цилиндр двигателя внутрен­
него сгорания, испаряется в основном не во время такта всасывания,
а во время такта сжатия?
676. В каком случае изменение давления газа будет большим!
при адиабатическом или изотермическом умень­
шении его объема?
677. На графике (рис. 94) изображены ади­
абата и изотерма для некоторой определенной
массы газа. Какая из этих двух кривых пока­
зана штриховой линией?
678. Почему уровень ртути понижается, ес­
ли термометр поместить в струю воздуха, выте­
кающего из камеры волейбольного мяча? Про­
верьте и объясните. Влияет ли ветер на пока­
зание термометра?
679. В левом сосуде установки, показанной
тт|!
11
. „
ft
‘^5
О V
Рве. 94
63
Р и с . 9 5
pk t
р щ _ РЩ на рисунке 95, находится сжатый реаль-
■~J 1 I I ный газ, а в правом — вакуум. Охладит-
к ся ли газ, если, открыв кран К, предоста-
__ I вить газу возможность расширяться в пра-
■ мм, .......и,.. вый сосуд? Охладился ли бы при этих ус-
ловиях идеальный газ?
680. Газу передано при изохоричес-
ком процессе 60 МДж теплоты. Чему рав­
но изменение его внутренней энергии?
681. Газ при адиабатическом процессе
совершил работу 200 МДж. Как измени­
лась его внутренняя энергия? Что прои­
зошло с газом: охладился или нагрелся?
682. При, изотермическом процессе га­
зу передано 6000 Дж теплоты. Чему рав­
на работа, совершенная газом?
683. Газ при изотермическом процессе
Р ис. 9 6 совершает работу. За счет чего это проис­
ходит?
684. При передаче газу количества теплоты 17 кДж он совершает
работу, равную 50 кДж. Чему равно изменение внутренней энергии
газа? Охладился газ или нагрелся?
685. Объем газа, находившегося под давлением 8,0 МПа, при изо­
барическом процессе увеличился на 0,50 м3. При этом газу было пере­
дано 6,0 МДж теплоты. Изменилась ли внутренняя энергия газа?
На сколько? Нагрелся газ или охладился?
686*. На рисунке 96 изображен цикл, совершаемый с определен­
ной массой идеального газа. Изобразить этот цикл на графиках
р (Т) и Т (р). На каких участках цикла газ выделяет теплоту и на
каких — поглощает?
Тепловые двигатели 1
687. Могли бы работать ветряные двигатели, если бы температура
атмосферного воздуха была везде одинакова?
688. Идеальный тепловой двигатель получает от нагревателя в
каждую секунду 7,2 МДж теплоты и отдает в холодильник 6,4 МДж.
Каков КПД двигателя?
689. Каков КПД идеальной паровой турбины, если пар поступает
в турбину с температурой 480 °С, а оставляет ее при температуре 30 °С?
699. Температура воздуха —35 °С, а температура воды в пруду
подо льдом + 1 °С. Нельзя ли использовать эту разность температур
для энергетических целей? Каков КПД тепловой машины при такой
разности температур?
691. Температура нагревателя 150 °С, а холодильника 20 °С. Ка­
кую работу совершит идеальный тепловой двигатель, если рабочее
тело получит от нагревателя 1,0*10* кДж теплоты?
692. В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура
нагревателя в 3 раза выше абсолютной температуры холодильника.
64
Нагреватель передал газу 40 кДж теплоты. Какую работу совершил
газ?
693. Температура нагревателя 227 °С. Определить КПД идеального
двигателя и температуру холодильника, если за счет каждого кило­
джоуля теплоты, полученной от нагревателя, двигатель совершает
350 Дж механической работы.
694. При выстреле из пушки сгорает 200 кг пороха. Масса снаряда
50,0 кг, а скорость его вылета из ствола 800 м/с. Определить КПД
пушки, если теплота сгорания пороха 3,2 МДж/кг.
695. Каков КПД тракторного двигателя, если расход дизельного
горючего составляет 216 г/ч на 1 кВт?
696. Почему топливо, подаваемое в конце такта сжатия в цилиндр
дизеля, воспламеняется?
697. Мощность двигателя автомобиля 50 кВт. Определить расход
бензина в 1 ч, если КПД двигателя 25%.
698. Определить мощность двигателя автомобиля, если расход
бензина составляет 38 л на 100 км пути при средней скорости движе­
ния 35 км/ч. КПД двигателя 22,5%.
$. ВЗАИМНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
Испарение
699. При испарении с поверхности жидкости вылетают наиболее
быстрые молекулы. Можно предположить, что температура пара
должна быть выше температуры жидкости. Почему это не так?
700. Вода, имеющая такую же температуру, что и окружающий
воздух, испаряется. Откуда берется теплота испарения?
701. В цилиндре под поршнем находится насыщенный водяной
пар без воздуха. Нарисуйте график зависимости давления такого пара
от объема.
702. Как определить без приборов, что находится над водой в
U-образной трубке (рис. 97) — воздух или
только насыщенный водяной пар?
703. 1. В пустом закрытом сосуде объе­
мом 1 м3 испаряется 10 г воды при темпера­
туре 20 °С. Будет ли пар насыщенным?
2. Какое количество воды должно испа­
риться в том же сосуде, чтобы пар был на­
сыщенным?
3. Какое количество воды останется неис-
парившимся, если воды было не 10, а 20 г?
704. Закипит ли вода в стакане под коло­
колом воздушного насоса, если температура
воды 20 °С, а насос может создать разреже­
ние до 6000 Па?
705. Ртутными термометрами измеряют
температуру до 600 °С. Почему это возмож­
но, если точка кипения ртути 357 °С? Рис. 97
3 Заказ 362 65
786. Давление водяного пара в котле по манометру меньше ат­
мосферного. Несмотря на это, температура такого пара выше 100 °С.
Почему?
707. При 17 °С насыщающий водяной пар был отделен отжидкости
и после этого нагрет при неизменном объеме до 27 °С. Каким стало его
давление? Каким стал пар?
708. Пар при температуре 27 °С и давлении 1330 Па занимает объем
2,0 л. Какой это пар? Каким он станет, если объем уменьшится до
0,50 л и температура снизится до7,0°С? и
709. Во сколько раз плотность насыщающего пара воды при 200°С
больше плотности насыщающего пара при 100 °С?
710. По давлению насыщенного водяного пара при 14 °С, взято­
му из таблицы, вычислить плотность пара.
714. По плотности насыщающего водяного пара ириЗ°С, взятой
из таблицы, вычислить его давление.
712. Три металлических цилиндра закрыты подвижными поршня­
ми. В одном из них находится газ, температура которого выше крити­
ческой, в другом — насыщенный пар. Как, действуя рукой на поршни,
определить, что находится в каждом цилиндре?
Влажность воздуха
713. Что легче: 1 м8 сухого или 1 м8 влажного воздуха?
714. В 5 м8 воздуха содержится 80 г водяного пара. Определить
абсолютную влажность.
715. Через трубку с поглощающим влагу веществом пропущено
10 л воздуха. При этом масса трубки увеличилась на 300 мг. Опреде­
лить абсолютную влажность воздуха.
718. Измерив объем классного помещения, определите, сколько
килограммов водяного пара содержится в воздухе при данной темпе­
ратуре, если пар насыщенный?
717. Почему при выпуске газа из баллона вентиль покрывается
росой или даже инеем?
718. Как объяснить образование облачного следа за самолетом,
летящим на большой высоте?
719. Температура воздуха 16°С, точка росы 6°€. Какова абсолют­
ная я относительная влажность воздуха?
720. При температуре воздуха 30 °С относительная влажность рав­
на 60%. Какова абсолютная влажность воздуха?
721. При каком условии относительная влажность воздуха может
уменьшиться, несмотря на увеличение абсолютной влажности?
722. В подвале при .8 °С относительная влажность воздуха равна
100%. !На сколько надо повысить температуру воздуха в подвале,
чтобы влажность уменьшилась до 60%?
723. На море при температуре воздуха 25 °С относительная влаж­
ность 95%. При какой температуре воздуха можно ожидать появления
тумана? vr
724. Вечером при температуре воздуха 29 °С относительная влаж­
ность 60% . Выйадет ли иочыо роса, если темпе­
ратура почвы снизится до 15 °С? до 21 °С?
725. Вечером при температуре воздуха 2 °С
относительная влажность 60%. Выпадет ли
ночью иней, если температура снизится до
—3 °С: до —5 °С?
726*. Над участком поверхности земли
площадью 5,0 кма слой воздуха толщиной 1000 м
ййеет температуру 20 °С. Найти массу выпавше­
го дождя и толщину слоя осадков на поверх­
ности земли.
727. Для прорастания семян огурцов и дынь
в теплице нужно поддерживать температуру
30 °С и относительную влажность 90%. Выпол­
няется ли это требование, если влажный тер­
мометр психрометра показывает 29 °С, а сухой
30 °С?
728*. В классном помещении повышенная влажность воздуха.
Целесообразно ли открыть форточки, если за окном холодно и идет
дождь?
6. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
729. Почему звезды и планеты имеют шарообразную форму?
730. Проволочная рамка затянута мыльной пленкой (рис. 98).
Какую работу нужно совершить, чтобы растянуть пленку, увеличив
площадь ее поверхности на 6,0 см2 с каждой стороны?
731. Почему волейбольная сетка сильно натягивается после
дождя?
732. Соломинка длиной 8,0 см плавает на поверхности воды, тем­
пература которой 18 °С. По одну сторону от соломинки наливают мыль­
ный раствор, и соломинка приходит в движение. В какую сторону?
Под действием какой силы?
733. Каким усилием можно оторвать тонкое металлическое коль­
цо от мыльного раствора, если диаметр кольца 15,6 см, масса 7,0 г
и кольцо соприкасается с раствором по окружности?
734. Капля воды вытекает из вертикальной стеклянной трубки
диаметром 1 мм. Найти силу тяжести капли, если температура воды
735. Какую работу нужно совершить, чтобы выдуть мыльный пу­
зыре диаметром 12 ем? Атмосферное давление не учитывать.
""766*. На сколько давление воздуха внутри мыльного пузыря
больше атмосферного давления, если диаметр пузыря 10- мм?
737*. Два мыльных пузыря — малый и большой — выдуты на
разных концах одной и той же трубки. Какой пузырь после этого
будет увеличиваться и какой — уменьшаться?
738. Одна колба наполовину заполнена водой, а другая — рту­
тью. Какой будет форма этих жидкостей в состоянии невесомости?
з* 67
739. За счет какого источника энергии поднимается жидкость в
капилляре?
740. Как изменится высота h уровня воды в капилляре, если при
прочих равных условиях понизить температуру воды? взять капил­
ляр вдвое меньшего радиуса? перенести опыт на Луну? воспользо­
ваться вместо воды керосином?
741. Найти коэффициент поверхностного натяжения воды, если
в капилляре с диаметром 1,0 мм она поднимается на высоту 32,6 мм.
742. На какую высоту поднимается вода в капилляре диаметром
1 мкм?
743. Фитиль поднимает воду на высоту 80 мм. На какую высоту
по тому же фитилю поднимается спирт?
744. Какой будет длина столба воды в капиллярной трубке с
внутренним диаметром 0,6 мм, если трубку опустить в воду перпенди­
кулярно к поверхности? под углом 13° к поверхности?
745. В дне чайника имеется круглое отверстие диаметром 0,10 мм.
До какой высоты можно налить воду, чтобы она не выливалась через
отверстие? Сохранится ли это условие, если воду в чайнике нагре­
вать?
746. Две капиллярные трубки радиусом 0,1 мм и 1 мм соответ­
ственно опущены в сосуд со ртутью. На сколько уровень ртути в
капиллярах будет ниже уровня ртути в сосуде?
747. В чашечном ртутном барометре с диаметром канала 2 мм
высота ртутного столбика равна 760 мм. Каково атмосферное давле­
ние? (Внести в результат измерения поправку на капиллярность
трубки.)
: 748. Подвесьте полоску фильтровальной бумаги над блюдцем так,
чтобы нижний конец полоски касался воды. Наблюдайте капилляр­
ное поднятие воды (оно продолжается около 5 ч). Определить из опы­
та размер (эквивалентный диаметр) пор бумаги.
7. ТВЕРДЫЕ ТЕЛА. ИХ СВОЙСТВА
749. Что произойдет с монокристаллом поваренной соли (NaCl), если
его опустить в ненасыщенный раствор этой соли? в насыщенный? в
пересыщенный?
750. Кубик из стекла и кубик, вырезанный из монокристалла
кварца, опущены в горячую воду. Сохранят ли кубики свою форму?

Ответы к задачам по физике Демкович from zoner

Категория: Физика | Добавил: Админ (23.04.2016)
Просмотров: | Теги: Демкович | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar